【IBE】揭秘全球建筑规模最大的天文馆——上海天文馆的电气节能技术

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上海天文馆（上海科技馆分馆）计划于7月17日正式开馆，18日起对公众开放。今日举行社会公众压力测试。其位于上海市临港新城，是一个以提高公众科学素养为使命，以普及天文知识，传播科学理念为核心，引领公众探索宇宙，贴近自然，融收藏展示、科普教育、观测研究、旅游休闲于一体的“人无我有，人有我优，世界一流”的现代化大众科普教育场馆。目前为全球建筑面积最大的天文主题博物馆。

© 上海院   效果图

© 上海院  航拍实景

项目包括一幢主体建筑，以及魔力太阳塔、青少年观测基地、大众天文台、餐厅等附属建筑。主体建筑三个明显的圆形构成“三体”结构；椭圆形的建筑形态构成天体运行轨道，与三个天体一同诠释了天体运行的基本规律，暗示着“万有引力”这一塑造宇宙今日之面貌的神奇自然力。主体建筑暗藏玄机，“圆洞天窗”、“倒置穹顶”、“球幕光环”等特色设计令建筑本身成为一台天文仪器。

多形式呈现展示之新

上海天文馆以“我们不是在写一本教科书，我们是在创造一段体验”为设计理念，全新打造了“家园”“宇宙”“征程”三大主题展区及“中华问天”“好奇星球”“航向火星”等特色展区，还有8K超高清多功能球幕影院、星闻会客厅、望舒天文台、羲和太阳塔与星空探索营，全景展现宇宙浩瀚图景，打造多感官探索之旅，帮助观众塑造完整的宇宙观。

© 上海院  室内效果图

全馆运用精心设计的环境氛围、灯光音效和高仿真场景模拟手段，构建沉浸式宇宙空间体验环境；采用体感互动、数据可视化、AR、VR、生物识别等各类先进的展示手段，集视、听、触于一体，充分调动观众的情绪和感官，带领他们在神秘美丽、铭刻心动的时空意境中，获得全新的宇宙探索体验。在300余件展品中，原创比例高达85%，互动展品占比50%以上。

© 上海院  室内实景

电气及智能化

主要系统

电气系统包含：10kV/0.4kV变配电系统；应急及备用电源系统；电力监控系统；建筑物电能监测系统；电气火灾监控系统；消防设备电源监控系统；建筑物防雷系统；电气安全接地系统。

建筑智能化系统包含：智能化集成系统；信息设施系统（通信系统接入系统、电话交换系统、综合布线系统、室内无线覆盖通信系统、公共广播系统、音视频会议系统）；建筑设备管理系统；建筑物用能监测系统；火灾自动报警系统；安全技术防范系统（安全防范综合管理系统、入侵报警系统、求助报警系统、闭路电视监控系统、出入口控制系统、电子巡查管理系统、停车场管理系统、无线对讲覆盖系统）；一卡通管理系统；天文馆信息化系统；（售票验票系统、信息显示及触摸屏查询系统、天文馆馆藏管理系统）；机房工程系统。

变配电系统

本项目采用两路独立的10kV电源供电，每路容量2500kVA，总容量5000 kVA。在主体建筑的一层设置10kV/0.4 kV主变电所，内设2台2000kVA变压器；在观测基地的一层设置分变电所，内设2台500kVA变压器，负责魔力太阳塔、青少年观测基地、大众天文台、餐厅等附属建筑的用电。另外，在主体建筑的地下一层设置一台800kW/0.4kV应急柴油发电机，以保证建筑中的重要负荷供电。

建筑照明

根据建筑空间的特点设置相应的照明方式，营造独特光影效果。在展厅、门厅、走道等处照明控制采用智能照明控制系统集中控制，可根据时段或其它要求灵活控制，以达到节能的目的。

© 上海院 中庭照明设计图

采用了BIM三维模型设计

上海天文馆建筑形态极其复杂，仅用平面图难以表达空间关系，因此采用了BIM三维模型精心设计，最大限度地优化了机电管线的设计。

© 上海院  机电管线BIM三位模型设计图

消防报警系统

针对建筑中各个复杂空间的特点，采用相应的火灾报警方式。除了普通区域采用智能感烟探测器外；中庭、常设展厅、环形走马廊、旋转坡道等高大空间采用线型光束感烟探测器+图像型火灾探测器；球幕影院采用吸气式感烟探测器，从而确保其安全。

© Arup

节能情况

变配电所的设置

针对本项目占地面积大的特点，除了在主体建筑中设置主变电所外，还在基地较为中心的观测基地处设置分变电所，负责太阳塔、青少年观测基地、天文台、餐厅等附属建筑的用电，大大减少了低压供电线路，不仅节约供电线路的设备投资和室外电力排管的投资，还起到了运行节能的效果。

机电设备节能

首先，本项目选用新型节能型电机；其次，根据控制要求对空调、风机、水泵等设备进行变频控制，并为其配置谐波抑制电抗器，满足IEEE519标准的相关场所要求，在设备端降低谐波，避免其对电网的污染；最后，选用SCB13-NX2型（能效二级）节能型干式变压器，不仅降低了能耗，还降低了噪音，避免其对周围展陈空间的影响。

自然光利用

本建筑的一大特点就是自然光的利用，首先，在一层中庭处设置了一个玻璃倒穹顶，不仅充分地引入了自然光，节约了能源，而且还形成了独特有趣的光影效果；其次在球幕影院外侧的建筑设置了一圈采光天窗；这些设计不仅节约了照明能耗，还创造了独特的光影效果，为建筑增添了趣味。最后，在三层办公区设置光导管照明器，更充分地节约了能源。

© 上海院  倒穹顶

创新方式

由于本项目不仅是一个普及天文知识的基地，还是一个节能教育的示范项目，因此在设计中采用了多项先进的节能技术，如地源热泵系统、光导照明、室内新风与CO2浓度联动控制系统等，打造了一个良好的生态建筑。

项目主要指标
占地面积	58602平方米	总建筑面积	38164平方米
建筑高度	23.95米	层数	地上3层，地下1 层，局部夹层
设计时间	2014年	竣工时间	2020年
建设单位	上海科技馆
设计单位	上海建筑设计研究院有限公司
施工单位	上海建工七建集团有限公司

 项目电气设计负责人：

朱文

中设协电气分会双高专家

上海建筑设计研究院副总工程师

华东建筑集团股份有限公司副总工程师

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